Механика Грунтов Курсовая Работа

      Комментарии к записи Механика Грунтов Курсовая Работа отключены

Механика Грунтов Курсовая Работа.rar
Закачек 995
Средняя скорость 9882 Kb/s

Механика Грунтов Курсовая Работа

1. Исходные данные для проектирования

1.1 Исходные данные

.2 Характеристика площадки. Инженерно — геологические и гидрогеологические условия

.3 Строительная классификация грунтов площадки

. Расчет фундаментов на естественном основании

.1 Выбор типа и конструкции фундаментов. Назначение глубины заложения фундамента

.2 Определение размеров подошвы фундамента

.3 Проверка напряжений в основании фундамента

.4 Расчет осадки фундаментов

.5 Расчет осадки во времени

. Вариант свайных фундаментов

.1 Выбор типа и конструкции свай и свайного фундамента Назначение глубины заложения ростверка

3.2 Определение несущей способности сваи и расчётной нагрузки, допускаемой на сваю

3.3 Определение количества свай в фундаменте и фактической нагрузки на сваю

. Экономическое сравнение вариантов

.1 Подсчет объемов работ и расчет стоимости устройства одного фундамента по первому и второму вариантам

.2 Технико-экономическое сравнение вариантов и выбор основного

1. Исходные данные и оценка инженерно-геологических условий площадки строительства

.1 Исходные данные

Номер слояМощность слоя, мГлубина подошвы слоя, мОтметка подошвы слоя, мОтметка Уровня подземных вод, мНаименование грунта по типуПлот-ность r , г/см 3 Плот- ность частиц rS , г/см 3 Влаж-ность w Предел теку-чести wl , %Предел плас-тичности wP , %Коэффициент фильтрации kf , см/с 10,20,2144,8142,0Растительный слой1,50——24,04,2140,8Песок пылеватый2,002,660,25008 ´ 10 -4 33,07,2137,8Супесь2,082,670,1921156 ´ 10 -5 45,512,7132,3Глина2,012,740,2744242 ´ 10 -8 56,018,7126,3Песок средней крупности1,992,640,20004 ´ 10 -2

Отметка поверхности природного рельефа NL = 145,0 м; нормативная глубина промерзания грунта dfn = 2,2 м.

Типы грунтов по заданному геологическому разрезу (вариант № 24) с нормативными значениями характеристик физических свойств грунтов сведены в таблицу 1.

Конструктивная схема здания представлены на рис. 1, там же приведены усилия по обрезу фундамента.

1.2 Характеристика площадки. Инженерно — геологические и гидрогеологические условия

Оценка инженерно-геологичеких условий площадки начинаем с изучения напластования грунтов. Для этого по исходным данным (табл. 1) строим геологический разрез, а также в колонке скважины показываем уровень воды, зафиксировав его отметку.

рис. 2 План-контур строительной площадки

Для количественной оценки прочностных и деформационных свойств грунтов площадки строительства вычисляются производные характеристики их физических свойств, к которым относятся:

а) для песчаных грунтов — коэффициент пористости и степень влажности;

б) для пылевато-глинистых грунтов — число пластичности, показатель текучести, коэффициент пористости и степень влажности.

Коэффициент пористости определяется по формуле:

Для наших грунтов получаем:

Степень влажности грунта определяется по формуле:

Тип пылевато-глинистых грунтов устанавливается по числу пластичности, определяемому по формуле :

Для слоёв № 2, 3, 4, 5 получаем:

Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов определяем по формуле

Для слоёв № 3, 4 получаем:

Таким образом, исходя из полученных результатов, грунт слоя № 2 является песок пылеватый, средней плотности; слоя № 3 — супесь; слоя № 4 — глина; слой № 5 является песком средней крупности, средней плотности насыщенный водой.

В целях наглядного представления строительных свойств грунтов площадки строительства их классификационные показатели сводим в табл.2:

1.3 Строительная классификация грунтов площадки

В механике грунтов выделяют два существенно различающихся по своим механическим свойствам основных класса грунтов: скальные и нескальные.

Скальными называют твердые горные породы, которые в невыветрелом состоянии и при отсутствии тектонической раздробленности и трещиноватости отличаются очень малой сжимаемостью и значительной прочностью.

Нескальными — грунты, состоящие из легко разделяющихся в воде несцементированных или слабо сцементированных обломков горных пород и минеральных частиц различной крупности. Они образуют пористые толщи, часто достигающие значительной мощности.

На площадке по исходным данным имеются глинистые грунты, а именно супесь, суглинок и глина. Мощность почвенного слоя составляет 0,3 м. Отметка уровня подземных вод равна 152,0 м, и по данным геологического разреза грунтовые воды находятся в слое суглинка, под которым находится слой глины — водоупора.

2. Расчет фундаментов на естественном основании

2.1 Выбор типа и конструкции фундамента. Назначение глубины заложения фундамента.

Для заданного производственного корпуса устраиваем отдельный фундамент стаканного типа из сборных элементов, глубина заложения которого зависит от:

— инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки;

— глубины промерзания грунта;

конструктивных особенностей подземной части здания.

Рассмотрим влияние каждого из этих факторов по отдельности.

Анализируя физико-механические свойства грунтов площадки строительства (табл. 2) видим, что 1-й слой грунта не может быть использован в качестве основания фундамента. Исходя из этого, глубина заложения фундамента должна отвечать условию

Расчётная глубина сезонного промерзания грунта df у фундамента определяется по формуле

Принимаем kh = 0,7 (табл. 1 СНиП [1]). Получаем:

.2 Определение размеров подошвы фундаментов

Ширину подошв фундаментов под наружную и внутреннею стены определим графическим способом, предложенным Н.В. Лалетиным :

для фундамента под наружную стену с усилием в плоскости обреза N 0II = =1150 кН ширина подошвы фундамента составит приблизительно 1,8 м (из дальнейших расчетов);

для фундамента под внутреннею стену с усилием в плоскости обреза N 0II = =1350 кН ширина подошвы фундамента составит приблизительно 2,1 м (из дальнейших расчетов). Увеличиваем глубину заложения до 4,5

В порядке приближения площадь подошвы фундамента определяется по формуле:

Для фундамента Ф1.

грунт фундамент свая строительный

тогда ширина подошвы фундамента

Для фундамента Ф2.

тогда ширина подошвы фундамента

В соответствии с ГОСТ 13579-78 и ГОСТ 13580-78 выбираем:

для наружной стены здания ФА 43-46 3000х1800, А 1 =7,2 м 2 ,

для внутренней стены здания ФА 49-52 3000х2100, А 1 =7,92 м 2 .

1) а=3000, а 1 =2100, b=1800, b 1 =1800.

2) а=3000, а 1 =2100, b=2100, b 1 =1500.

Схематический чертеж фундамента стаканного типа

Подсчитаем нагрузки и воздействия, передающиеся на основание.

h пр = q / g¢ II =10/16=0,6 м.

При этом боковое давление грунта на отметке планировки:

s¢ б1 = s¢ б2 = g¢ II ×h пр × tg 2 (45 — j /2) = 16 × 0,6 × tg 2 (45 — 24/2) = 4,05 кПа.

Определение усилия от собственного веса фундамента и веса грунта на его уступах:

Нормальная вертикальная нагрузка:

NII = N0II + GфII + GгрII = 1150 + 110,95 + 316,34= 1577 кН;

Нормальная вертикальная нагрузка:

NII = N0II + GфII + GгрII = 1350 + 112,93 + 379,85= 1843 кН.

2.3 Проверка напряжений в основании фундамента

Для фундамента под наружную стену здания должны выполняться условия

Определим расчётное сопротивление грунта основания

Среднее давление под подошвой фундамента

p = N II /A = 1577/(3 × 1,8) = 292,04 кПа.

Определяем максимальное и минимальное краевое давление по подошве внецентренно нагруженного фундамента

pmax = N II /A + M II /W = 1577 + 40 × 6/(3 2 × 1,8) = 306,91кПа;

pmin = N II /AM II /W = 1577 — 40 × 6/(3 2 × 1,8) = 277,28 кПа.

Расхождение между p и R составляет 36 %.

Для фундамента под внутреннею стену здания должно выполняться условие p £ R . Среднее давление под подошвой фундамента

p = N II /A = 1843/(3 × 2,1) = 292,51 кПа.

Строительная площадка №16

Таблица результатов определения физических характеристик грунта

Геологические разрезы по данным полевых визуальных наблюдений

Скважина №1 (104,50) Скважина №2 (103,50)

1. Абсолютн. отм. подошвы слоя 4. Скважина

2. Глубина подошвы слоя /в м/ 5.Условные обозначения грунта

3. Мощность слоя грунта /в м/ 6. Литологическое описание грунта

1. Построить геологический разрез по двум скважинам в масштабе 1:100

2. Определить плотность ρ, ρs , ρd всех слоев грунта

где γ – удельный вес грунта; кН/м 3

γs – удельный вес частиц грунта; кН/м 3

ρs – плотность частиц грунта; т/м 3

ρd – плотность сухого грунта; т/м 3

W – влажность грунта в %.

1 слой ρ=γ/10=18,5/10=1,85 т/м 3 – (супесь)

2 слой ρ=γ/10=22/10=2,2 т/м 3 – (суглинок)

3 слой ρ=γ/10=20,1/10=2,01 т/м 3 — (песок)

3. Определить вид всех слоев песчаного грунта по размерам минеральных частиц

Гранулометрический состав грунта, %

Вывод: т.к. коэффициент водонасыщения -5 (скв№1).

20. Опред. напряжение в грунтовом массиве по каждому слою от действия сосредоточенной силы Р=500кН, при условии, что Z=0,6h (h- мощность слоя), r=0.1Z.

21. Построить график зависимости изменения напряжения σz при условии: Р=600 к Н, Z=2м, r=1м, r=2м, r=3м.

r0 =;

r1 ;

r2 ;

r3 ;

22. Определить расчетное сопротивление грунта по каждому слою, при условии: γI I = γI 1 , γn 1 =1.1, γn 2 =1.2, d=1,5м, b=1,8м.

R=,

где kz – коэффициент, учитывающий ширину подушки фундамента при b 3 ;

γn 2 — удельный вес грунта, лежащего выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

  • Категория: Геология
  • Тип: Курсовая работа

Строительная площадка №16

Таблица результатов определения физических характеристик грунта

Скальный грунт Rсж = 25 МПа

Геологические разрезы по данным полевых визуальных наблюдений

Скважина №1 (104,50) Скважина №2 (103,50)

1. Абсолютн. отм. подошвы слоя 4. Скважина

2. Глубина подошвы слоя /в м/ 5.Условные обозначения грунта

3. Мощность слоя грунта /в м/ 6. Литологическое описание грунта

1. Построить геологический разрез по двум скважинам в масштабе 1:100

2. Определить плотность ρ, ρs, ρd всех слоев грунта

где γ – удельный вес грунта; кН/м 3

γs – удельный вес частиц грунта; кН/м 3

ρs – плотность частиц грунта; т/м 3

ρd – плотность сухого грунта; т/м 3

W – влажность грунта в %.

1 слой ρ=γ/10=18,5/10=1,85 т/м 3 – (супесь)

2 слой ρ=γ/10=22/10=2,2 т/м 3 – (суглинок)

3 слой ρ=γ/10=20,1/10=2,01 т/м 3 — (песок)

3. Определить вид всех слоев песчаного грунта по размерам минеральных частиц

Гранулометрический состав грунта, %

Вывод: т.к. коэффициент водонасыщения -5 (скв№1).

20. Опред. напряжение в грунтовом массиве по каждому слою от действия сосредоточенной силы Р=500кН, при условии, что Z=0,6h (h- мощность слоя), r=0.1Z.

21. Построить график зависимости изменения напряжения σz при условии: Р=600 к Н, Z=2м, r=1м, r=2м, r=3м.

r0 =;

r1 ;

r2 ;

r3 ;

22. Определить расчетное сопротивление грунта по каждому слою, при условии: γI I = γI 1 , γn1=1.1, γn2=1.2, d=1,5м, b=1,8м.

R=,

где kz – коэффициент, учитывающий ширину подушки фундамента при b 3 ;

γn2— удельный вес грунта, лежащего выше подошвы фундамента, кН/м 3 ;

d1= d= 1,5 м

Табл.4(СНиП 2.02.01-83*)

Коэф.

1 слой

2 слой

3 слой

Mg

0,29

0,56

1,81

Мq

2,17

3,24

8,24

Mc

4,69

5,84

9,97

R1=

R2=

R3=

23. По скв. №1 построить эпюру природного давления грунтов

где — удельный вес i-того слоя;

hi — мощность слоя грунта, м.

=(18.5-10)/1.87=4.5кН/м 3

\ =(22-10)/1.40=8.57кН/м 3

\ =(20.1-10)/1.53=6.60кН/м 3

σ21·(h1+hв)=18.5·(3.5-2)=27.75 кПа

σ3= σ2+·(h1hв)=27.75+4.5·1.5=34.50 кПа

σ4= σ3+·h2= 34.5+8.57·4.6=73.92 кПа

σ5= σ4+·h3=73.92+3.5·6.60=97.02 кПа

σ6= σ5+ γ3· h3=97.02+70,35=167.37 кПа.

24. Опред. осадку по каждому слою, при условии h=2м, σzрi = 350 кПа

где a0 = коэффициент относительной сжимаемости;

е0 – начальный коэффициент пористости;

m — коэффициент сжимаемости, берется из задания для каждого слоя.

25. Опред. величину активного давления на подпорную стенку и равнодействующую активного давления по каждому слою при условии: Н равно мощности слоя

;

Равнодействующая активного давления

26. Определить глубину расположения точки h0, где активное давление равно нулю

где с – сцепление;

— угол внутреннего трения грунта;

— удельный вес грунта, кН/м3.

h0=2·5·cos14/18.5·(1-sin14)=9.7/14.02=0.69м;

1. ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.–М.: Госстандарт,1986.

2. СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений. –М: Стройиздат,1985.

3. Механика грунтов, основания и фундаменты: учебник/ С.Б.Ухов–М.: издательство АСВ, 1994.- стр.527.

4. Проектирование оснований и фундаментов. В. А. Веселов–М.: Стройиздат, 1990.

5. Механика грунтов. Н. А. Цытович–М.: Высшая школа, 1983. –288 с.


Статьи по теме